Meteoriitti

Question: Voiko maapallon sisus räjähtää?


Meteoriitti on Maan tai muun taivaankappaleen pinnalle avaruudesta pudonnut "kivi" eli asteroidi, asteroidin osa, komeetta tai suuri meteoroidi. Avaruudessa liikkuvaa aurinkokunnan pienkappaletta sanotaan meteoroidiksi, suurempia asteroideiksi.
Maan ilmakehään törmäävä meteoroidi kuumentaa sen eteen kehittyvän iskuaallon muutaman tuhannen asteen lämpöiseksi plasmaksi, joka meteoriitin taakse jäävän vanan kanssa aiheuttaa näyttävän valoilmiön nimeltä meteori ja kappaleen ollessa yli 2cm halkaisijaltaan, tulipallon.
Meteoroidi kuluu ilmanvastuksen aiheuttaman pommituksen ja iskuaallon infrapunasäteilyn aiheuttaman kuumuuden (ablaation) vaikutuksesta pudotessaan, ja vain suurikokoinen meteoroidi päätyy maan pinnalle asti. Meteoroidin massa alkaa kulua ablaation vaikutuksesta jo yli 100 km:n korkeudessa.
Iskuaallon paine kappaleen etupuolella ja tyhjiö sen takana aiheuttavat nopeutta hidastavan voiman. Kappaleen hidastuvuus kasvaa iskuaallon paineen kasvaessa alemmissa ilmakehän osissa, kappaleen massan vähetessä sen liike-energiaakin katoaa.
Yli kilogramman painoiset kappaleet voivat säilyä ehjinä kulkiessaan ilmakehän läpi. Esimerkiksi 1000 tonnin painoinen kappale ei hidastu juuri lainkaan ilmakehässä, ja räjähtää maan pinnassa aiheuttaen meteoriittikraatterin.
Päivittäin Maan ilmakehään osuu 100 tonnia meteoroideja, joista lähes kaikki kuitenkin tuhoutuvat. On arvioitu, että kerran tuhannessa vuodessa tulee meteoriitti, joka tuottaa 1 km kraatterin.[1]
Kun meteoroidi putoaa maahan

Ilma meteoroidin ympärillä alkaa hehkua noin 110–120 kilometrin korkeudella ja kappaleen ollessa riittävän suuri se synnyttää hyvin kirkkaan valoilmiön, tulipallon, joka parhaimmillaan voi hetkeksi muuttaa yön päiväksi, ollen joskus Aurinkoakin kirkkaampi. Näin kirkkaat meteorit rekisteröityvät Yhdysvaltojen ydinräjähdyksiä monitoroivien satelliittien sensoreihin ja tapahtumapaikka, aika ja energiamäärä saadaan selville.
Suomessa havaittiin kymmenillä paikoilla Palosenmäen meteoriitin tulipallo 15. marraskuuta 1976, itse meteoriittia ei silti löydetty. Tulipallo raahasi perässään liekehtivää pyrstöä. Kuultiin valtava yliäänipamaus, joka helisytti ikkunoita. Tämänkin meteoriitin löytymistä vaikeutti se, että meteori sammui 10–30 kilometrin korkeudella kun se oli hidastunut tarpeeksi. Minuutti tai kaksi tulipallon näkymisen jälkeen havaittiin yksi tai muutama kova tykinlaukausta muistuttava yliäänipamaus. Tätä seurasi heikkenevä ukkosen jyrinää tai pikajunaa muistuttava ääni meteorin vanan matkalta.[2]
Tulipallo voi aiheuttaa sähkökentän muutoksia, jotka joskus on kuultu sihinänä tai surinana.
Monet tulipallot räjähtävät 10–30km:n korkeudella ja niistä syntyy usein monta pamausta. Jopa talot voivat täristä räjähdyksen voimasta. Ydinkoekieltoa valvova seismometriverkko pystyy rekisteröimään osan näistä tapauksista. Räjähtävästä tulipallosta voi pudota maanpinnallekin asti fragmentteja. Tulipallo jättää pitkäksi aikaa valkean savuvanan taivaalle.
Meteoriitti yleensä jäähtyy pudotessaan maan ilmakehään, koska monestikaan kuumeneminen ei ulotu ilmakehässä lyhyen nopean ilmalennon aikana raudalla kuin senttimetrin ja kivellä muutaman millimetrin syvyyteen ja minuutin putoaminen 20 km:n korkeudesta jäähdyttää kiven.
Tavallisia mineraaleja meteoriiteissa
Enstatiitti (Mg2Si2O6)
Brontsiitti ((Mg,Fe)SiO3) (vähemmän rautaa kuin hypersteenissä)
Hypersthene ((Mg,Fe)SiO3) (enemmän rautaa kuin brontsiitissa)
Oliviini ((Mg,Fe)2SiO4) (Pallasiiteissa syvällä asteroidin vaipassa muodostunut mineraali)
Meteoriittisateet
Yli puolet suurista meteoriiteistä hajoaa ilmakehässä synnyttäen meteoriittisateen. 1947 satoi Sihote-Alinin alueella Itä-Siperiassa 6×2km alueella rautameteoriitteja. Euroopassa satoi rautameteoriitteja ainakin vuosina 1803 ja 1868. Molemmissa sateissa oli noin 2000 meteoriittia. Meteoriittisateissa suuret kappaleet tulevat soikean putoamisalueen etupäähän, koska ilmanvastus hidastaa enemmän pienempiä kappaleita.
Kiinaan pudonneen maailman suurimman kivimeteoriitin, Kirinin meteoriitin pudotusalue oli yli 70 km pitkä ja 8 km leveä. Alueelle putosi ainakin satoja erillisiä meteoriitteja.
Yleistä meteoriiteista
Maapallolta on löydetty noin 40000 meteoriittia. Vuosittain Maan pinnalle putoaa noin 30000 – 80000 yli 20 gramman painoista meteoriittia.[3] Suurin osa meteoriiteista on löytynyt Etelämantereen jäätiköiltä ja aavikkoerämaista.[4] Suomen alueelta on löydetty viimeisten 200 v. aikana 13 meteoriittia.[5]
Massiivinen meteoriittipommitus esti alussa elämän kehittymisen maapallolla vuosimiljardien ajan ja aiheutti katastrofaalisia tuhoja. Iskeymätiheys on nykyisin kuitenkin jo hyvin alhainen ja viimeisin suurtuho tapahtui n. 60 miljoonaa vuotta sitten. Vaara ei kuitenkaan ole kokonaan ohitse, sillä Maapalloa mahdollisesti uhkaavia (NEO) kappaleita on yhä suuri joukkio kiertoradoillaan. Näitä meteoriitteja etsitään ja niiden ratoja seurataan jatkuvasti. On hyvin harvinaista että meteoriitti tappaa tai haavoittaa ihmisen. Asutulle alueelle tapahtuneen törmäyksen aiheuttamat suuret tuhot ovat ilmiselviä. Kiinassa arvellaan satoja vuosia sitten kuolleen tuhansia megatörmäyksessä. Talteen saadaan yleensä vain kymmenen sentin luokkaa olevia, muutamien kilojen painoisia kappaleita.
Meteoriitit luokitellaan koostumuksensa mukaan johonkin kolmesta päätyypistä: kivi-, rauta- ja kivi-rauta-meteoriitteihin. Raudat koostuvat lähes puhtaasta nikkelin ja raudan seoksesta. Kivimeteoriitit koostuvat oliviinista, pyrokseenista ja maasälvästä, jotka ovat tavallisia mineraaleja. Kivet jaotellaan edelleen kondriitteihin ja akondriitteihin, joista edellisissä on millimetrin kokoisia rakeita eli kondreja jotka ovat syntyneet kuumina, mutta niiden syntymisen syytä ei tunneta. Kondreja on 80 % kondriitin tilavuudesta, loppuosa on tasaista massaa ja myös on usein kalsium-alumiini-sulkeumia.
Akondriiteista jyvämäinen rakenne puuttuu ja ne muistuttavat maanpäällisiä kiviä, lähinnä basaltteja tai syväkiviä. Kondriitteja on 91–95 % kaikista meteoriiteista. Jotkut kondriitit näyttävät muodostuneen alle 20 °C:n lämpötilassa, toiset hieman "muuntuneet" alle 50 °C.
Tuoreeltaan löytyneiden meteoriittien perusteella lähes kaikki pudokkaat ovat kivimeteoriitteja. Vanhoista löydöistä kiviä on vain runsaat puolet, sillä ne rapautuvat rautakappaleita nopeammin. Kuitenkin noin 90 % meteoriiteista on magneettisia, sillä kivimeteoriiteissakin on usein rautapirote; pieniä rautapisaroita kiviaineksen seassa.
Muinaisina aikoina joillain alueilla rauta tunnettiin juuri meteoriiteista.
Varmin meteoriitin tunnusmerkki on tumma kuori, joka on ilmalennon aikana sulanutta ainesta. Vain harvoin, jos meteori pirstaloituu lentonsa loppuhetkillä, voi murtokappaleesta sulamiskuori puuttua kokonaan. Kuoren pintaan jää meteoriiteille tyypillisiä virtauskuvioita, kun sula aines jähmettyy virratessaan pyrstöpäätä kohti. Ajan mittaan maastossa virtausrakenteet rapautuvat tai ruostuvat pois, mikä vaikeuttaa meteoriittien tunnistamista.
Monesti meteoriitti räjähtää ilmakehässä ja joskus voi taivaalta sataa rautaa.
Hiilikondriitit ovat tummia, hiilipitoisia meteoriitteja, joita on luultavasti suurin osa ilmakehään saapuvista meteoriiteista. Niiden tiheys on 2,2 g/cm3 eli ne ovat normaalia kiveä hieman kevyempiä. Hiilikondriitit tuhoutuvat herkemmin ilmakehässä kuin kovemmat rautameteoriitit. Suuret hiilikondriitit räjähtävät ilmakehässä valtavalla voimalla.
Monien meteoriittien, esim. kivirautameteoriittien arvellaan syntyneen 100–1000km:n läpimittaisten pikkuplaneettojen sisuksissa. Nopeat keskinäiset törmäykset ovat hajottaneet pikkuplaneetat. On myös löydetty muutamia lähitaivaankappaleilta (Mars, Kuu, Venus) törmäysroiskeina Aurinkoa kiertävälle radalle lennähtäneitä ja myöhemmin maapalloomme osuneita meteoriitteja. Kuu on koostunut kauan sitten Maahan osuneen lähes planeettakokoisen kappaleen aiheuttamasta törmäysroiskeesta.
Maan ilmakehään osuu päivittäin enimmäkseen pieninä hitusina 100–400 tonnia meteoriittiainetta.
Mistä meteoriitin tuntee?
Meteoriitilla on ainakin joitain seuraavista ominaisuuksista:
Suuri rautapitoisuus:
Kivi on hyvin painava (korkea ominaispaino)
Kivi on magneettinen ja se kääntää kompassin neulan
Pieni magneetti vetää puoleensa
Kivi on ruostunut ruskeaksi, myös kivimeteoriitti, koska niissä on monesti paljon metallista rautaa
Kivessä metallihitusia, hiottaessa pinnassa näkyy kiiltäviä metallirakeita
Merkkejä pinnan sulamisesta
Tumma sulamiskuori tai sen sirpaleita
Sulamiskuori voi olla joissain kohdissa hyvin ohut, normaali paksuus 0,5 mm
Sulamiskuori, joka erottuu muusta kivestä, jos on rikkoutunut, voi olla ruskehtava ja punertava, rautameteoriitilla sinertävä
Vanha kuori ruskea tai harmaa, ruislimppumainen
Hyvin vanhan kivimeteoriitin kuori jää jäljelle, kun sisus rapautuu. Kuori joko ehjä tai palasia
Sulamiskuoressa virtauskuvioita, pisaroita ja peukalon jäljen muotoisia kuoppia, regmaglyptejä, joiden koko muutamasta millimetristä useaan senttimetriin
Kivi pyöristynyt
Pyöreä, tumma kuori, vaaleamman sisuksen reunat särmikkäitä
Kivi rakeinen
Kivessä pieniä, pyöreitä, muusta rakenteesta poikkeavia rakeita, joiden läpimitta tyypillisesti 1 mm. Nämä ovat kondruleja ja kondriittisille kivimeteoriiteille tunnusomaisia.
Kivessä tummia suonia
Merkkejä kiven putoamisesta taivaalta
Kuoppa
Hajonnutta kasvillisuutta tai puita
Eri meteoriittityypeissä ei esiinny aina samoja piirteitä ja kauan maassa ollut ei-magneettinen meteoriitinsirpale on vaikea tunnistaa meteoriitiksi. Sulattokuonaa yms. on monesti luultu meteoriitiksi.
Meteoriittien luokitus
Meteoriitit jaetaan koostumuksensa mukaan rauta-, kivi-, ja kivirautameteoriitteihin. Nämä jaetaan edelleen alalajeihin mineraalikoostumuksen, rakenteen ja kemian pohjalta.[6]
Rautameteoriitit
Ataksiitit
Oktaedriitit
Heksahedriitit
Kivirautameteoriitit
Pallasiitit
Mesosideriitit
Kivimeteoriitit
Kondriitit (jyvärakenteiset)
Hiilikondriitit (luokka C ) 3,5 % kaikista
CI (Ivuna) tyyppi
CM (Mighei) tyyppi
CV (Vigarano) tyyppi
CO (Omans) tyyppi
CK (Karoonda) tyyppi
CR (Renazzo) tyyppi
CH tyyppi
CB tyyppi (Bencubbiniitit)
Tavalliset kondriitit (luokka O), noin 95 % kaikista
H-kondriitit (44 %) (Brontsiittikondriitti)
L-kondriitit (38 %) (hypersteenikondriitti)
LL-kondriitit (13 %) (Amfoteriitti)
E (Enstatiitti)-kondriitit (hieman yli 1%)
R (Rumuruti) kondriitit (harvinaisia)
K (Kakangari) kondriitit (harvinaisia)
F (Forsteriitti) kondriitit (harvinaisia)
Akondriitit (ei-jyvärakenteiset)
Primitiiviset akondriitit (PAC-ryhmä)
Acapulcoiitit
Lodraniitit
Brachiniitit
Winonaiitit
Ureiliitit
HED (Vesta) meteoriitit 2/3 akondriiteista
Howardiitit
Eucriitit
Diogeniitit
Kuumeteoriitit
Mars-(SNC) meteoriitit
Muut kehittyneet akondriitit
Angriitit
Aubriitit
Meteoriittien tiheyksiä
Monet meteoriitit ovat melko huokoisia, koska koostuvat jyvistä. Luettelossa jyvätiheys, koko meteoriitin tiheys ja huokoisuus%[7]
Tavalliset kondriitit
H 3,84 g/cm³ 3,40 g/m³ 11,5 %
L 3,75 3,34 10,8 %
LL 3,56 3,19 10,4 %
Akondriitit 3,20 2,97 7,0 %
Hiilikondriitit
CI 2,27 2,12 11 %
CM 2,71 2,21 12 %
CR 3,11 3,15 6 %
CV 3,51 3,10 11 %
CO 3,69 3,11 16 %
Katso myös
Tektiitti
Ann Hodges – ainoa vahvistettu tapaus, jossa meteoriitin tiedetään kolhineen ihmistä
Luettelo Suomesta löydetyistä meteoriiteista
Luettelo Virosta löydetyistä meteoriiteista
Luettelo Ruotsista löydetyistä meteoriiteista
Lähteet

Aiheesta muualla



*
Luokka:Seulonnan keskeiset artikkelit